化工单元操作 流体输送机械共41页
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化工原理流体输送设备课件优秀课件
离心泵的主要性能参数(performance parameter)
离心泵的流量(pumping output)：单位时间排出液体体 积。与叶轮结构、尺寸和转速有关。
与转速成正比
扬程(delivery lift)He：又称为泵的压头，是指泵对单 位重量的流体所做的功。与流量、叶轮结构、尺寸和转 速有关。
按工作原理分类： 动力式（叶轮式） 正位移式(容积式)：往复式、旋转式 流体作用式（如喷射式）
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。 其突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节 控制方便、故障少、寿命长、适用范围广（包括流 量、压头和介质性质）、购置费和操作费用均较低。
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
离心泵的构造
主要组成部分是叶轮 (impeller)和蜗形泵壳 (pump case)。叶轮 安装在泵壳内，液体入 口在泵壳中央，正对叶 轮中心，并与吸入导管 相连。压出口在泵壳旁 侧，联结压出导管。
叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成， 安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。
离心泵的操作
1）“灌泵”： 在泵启动前，向泵内灌注液体直至 泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止 2。）启动：离心泵应在出口阀门关闭时启动 3）运转：逐步开启出口阀门，调节流量 4）停车：一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。
2.3 往复泵(reciprocating pump)
往复泵主要部件: 泵缸(working barrel) 活塞(piston) 单向活门(check valve)
往复泵是依靠活塞的往复运动直接 以压力能的形式向液体提供能量。
化工单元操作模块一 流体流动及输送
2．管子
生产中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和 复合管。金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色 金属管等；非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料 管、橡胶管等；复合管指的是金属与非金属两种材料复合得 到的管子，最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、 强度和防腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如 金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成的。
三、输送设备
液体输送机械——泵
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用埋地铺设,
埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保管路的布
置科学、经济、合理、安全。
• 2、化工管路的安装
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
《化工单元操作》教学课件 制作:
模块一 流体流动及输送
任务一 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
一、贮罐
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮 存气体、液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、 石油贮罐、液氨贮罐等，除贮存作用外，还用作 计量。
生产中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和 复合管。金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色 金属管等；非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料 管、橡胶管等；复合管指的是金属与非金属两种材料复合得 到的管子，最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、 强度和防腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如 金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成的。
三、输送设备
液体输送机械——泵
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用埋地铺设,
埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保管路的布
置科学、经济、合理、安全。
• 2、化工管路的安装
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
《化工单元操作》教学课件 制作:
模块一 流体流动及输送
任务一 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
一、贮罐
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮 存气体、液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、 石油贮罐、液氨贮罐等，除贮存作用外，还用作 计量。
化工原理第二章 流体输送机械
3、适应被输送流体的特性
二、 流体输送机械的分类
输送液体——泵
1、流体根据输送介质不同
输送气体——风机或压缩机
动力式
2、根据工作原理不同 容积式
流体作用式
离心泵的外观
第一节 离心泵
一、 离心泵的工作原理和基本结构
1、离心泵的主要构造： （1）叶轮 ——叶片（+盖板）
1）叶轮
a)叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。
一般都采用后弯叶片。2=25-30o
（4）理论流量
当离心泵确定，其β2、b2、D2一定，
当转速一定时，理论压头和流量呈直 线关系，
H A BqT
采用后弯叶片。2<90o，B>0，因此，H随q增大而减小。
3、实际压头
离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，原因在于流 体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括： 1）叶片间的环流 2）流体的阻力损失 3）冲击损失
H e K Bqv2 ——管路特性方程
对于气体输送系统，由于 常数 ，列伯努利方程以单位
体积为基准
HT
gZ
P
u 2 2
gH f
由于气体密度较小，位风压 gZ 一项一般可以忽略。
2、管路系统对输送机械的其他性能要求
1、结构简单，重量轻，投资费用低
2、运行可靠，操作效率高，日常操作费用低
理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关系为 H
q-H
实际压 头
实际压头和流量关系： H A BqT2
二、离心泵的主要性能参数和特性曲线
1、离心泵的主要性能参数
流量 q，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。 压头 H，泵对单位重量流体提供的有效能量（扬程），m。 轴功率和效率p，电机输入离心泵的功率，单位W 或kW。 允许汽蚀余量 △h，泵抗气蚀性能参数，m 。
流体输送与流体输送机械1(化工单元操作过程)
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流体输送管道系统
管材选择
管件与阀门
根据流体性质、工作压力、温度等参数， 选择合适的管材，如钢管、塑料管、铜管 等。
根据管道系统的需要，选择合适的管件和 阀门，如弯头、三通、截止阀、止回阀等 。
管道连接方式
管道支撑与固定
根据管材和管件的特点，选择合适的连接 方式，如焊接、法兰连接、承插连接等， 以确保管道系统的密封性和稳定性。
回收利用余热和排放气体
通过回收利用余热和排放气体，减少能源浪费和环境污染。
流体输送过程的自动化与智能化
自动化控制
采用自动化控制系统，实现流体输送过程的远程 监控和自动调节。
数据采集与分析
持
利用人工智能技术，对流体输送过程进行智能分 析、预测和优化，提高决策效率和准确性。
设计合理的管道支撑和固定结构，以防止 管道振动、变形和位移，确保管道系统的 安全性和稳定性。
流体输送过程中的安全与环保问题
流体泄漏与控制
采取有效措施防止流体输送过程中的泄漏， 如选用密封性能良好的阀门和管件、定期 检查管道密封性能等。
流体压力控制
合理设计流体压力控制系统，防止超压和 欠压现象对管道和设备造成损坏或影响生 产过程。
选择输送方式
根据流体性质、输送距离、地形条件等因素，选择适当的输送方式， 如泵送、压缩空气输送、真空吸送等。
设计输送管道系统
根据工艺流程图，设计合理的输送管道系统，包括管道的走向、连接 方式、支撑结构等，以确保流体输送的稳定性和可靠性。
确定控制方式
根据工艺要求和流体特性，选择适当的控制方式，如远程控制、自动 控制、手动控制等，以满足生产过程的自动化和安全性需求。
化工原理流体输送机械
化工原理流体输送机械1. 引言化工过程中，涉及到大量的流体输送工作。
流体输送机械是一类用于输送、泵送、搅拌、混合等操作的设备。
本文将介绍化工原理中常用的流体输送机械，包括离心泵、齿轮泵、隔膜泵、搅拌器等。
2. 离心泵离心泵是一种常用的流体输送机械，它利用离心力将流体从低压区域输送到高压区域。
离心泵的工作原理是通过转子的旋转使得流体在离心力的作用下产生压力差，从而实现输送效果。
离心泵具有结构简单、造价低廉、输送流量大的优点，广泛应用于化工领域。
2.1 离心泵的结构离心泵主要由叶轮、泵壳、轴和轴承等部分组成。
叶轮是离心泵中最关键的部件，它负责将流体由低压区域吸入并输出到高压区域。
泵壳是离心泵的外壳，起到固定叶轮和导向流体的作用。
轴和轴承用于传输转子的动力，并保证转子的平稳运转。
2.2 离心泵的工作原理离心泵的工作原理是基于离心力的作用。
当叶轮旋转时，流体将沿着叶轮的轴向方向进入泵壳，然后受到叶轮的离心力的作用，沿着辐射方向产生压力差。
高压区域的流体将通过出口管道输出，形成流动。
离心泵的输出流量取决于叶轮的转速和叶片的数目，可以通过调节叶轮的转速和叶片的数目来控制流量大小。
3. 齿轮泵齿轮泵是一种常用的流体输送机械，它利用齿轮的旋转来实现流体的输送。
齿轮泵的工作原理是通过两个或多个齿轮的啮合来产生压力差，从而将流体从低压区域输送到高压区域。
齿轮泵具有结构紧凑、输送流量稳定的优点，适用于输送高粘度的流体。
3.1 齿轮泵的结构齿轮泵由齿轮、泵体和轴等部分组成。
齿轮是齿轮泵中最关键的部件，它负责将流体从低压区域吸入并输出到高压区域。
泵体是齿轮泵的外壳，起到固定齿轮和导向流体的作用。
轴用于传输齿轮的旋转动力。
3.2 齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理是基于齿轮的旋转和啮合作用。
当齿轮旋转时，流体将被齿轮齿槽所包围，形成封闭的空间。
齿轮的旋转使得空间逐渐缩小，流体被压缩，并在齿轮齿槽的作用下产生压力差。
高压区域的流体将通过出口管道输出，形成流动。
《化工单元操作》-流体输送课件(中职).
12
离心泵的工作原理
当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在 叶轮中心处形成低压区，这样就造成了吸入管贮槽 液面与叶轮中心处的压强差，液体就在这个静压差 作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心，以 补充被排出的液体，完成离心泵的吸液过程。只要 叶轮不停地运转，液体就会连续不断地被吸入和排 出。
13
表1 液体输送机械（泵）的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门 中。其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作 方便等优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点 讲述离心泵，对其它类型的泵作一般介绍。
各种形式泵的介绍：
• 油泵
自吸油泵
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
齿轮式输油泵
无水冷却热油泵
要求具有良好的密封性能，热油泵需在轴承和轴 封处设置冷却装置。
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
化工单元操作（中职） —— 流体输送机械
中职专业建设与中高职衔接分项目
2
主要内容
流体输送机械 离心泵的结构及类型 离心泵的工作原理和特性 离心泵的性能参数
3
问题的提出
在化工生产中，为何要用到流体输送机械？ 常用的流体输送机械有哪些？ 离心泵是如何把水从低处抽到高处的呢？
离心泵的构造 右图离心泵装置示意图
主要部件为叶轮1，叶轮上有 6-8片向后弯曲的叶片，叶轮 紧固于泵壳2内泵轴3上，泵 的吸入口4与吸入管5相连。 液体经底阀6和吸入管5进入 泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用 电机或其它动力装置带动。
离心泵装置示 意图
1-叶轮；2-泵壳； 3-泵轴；4-吸入 口；5-吸入管； 6-底阀；7-滤网； 8-排出口；9-排 出管；10-调节阀
离心泵的工作原理
当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在 叶轮中心处形成低压区，这样就造成了吸入管贮槽 液面与叶轮中心处的压强差，液体就在这个静压差 作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心，以 补充被排出的液体，完成离心泵的吸液过程。只要 叶轮不停地运转，液体就会连续不断地被吸入和排 出。
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表1 液体输送机械（泵）的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门 中。其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作 方便等优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点 讲述离心泵，对其它类型的泵作一般介绍。
各种形式泵的介绍：
• 油泵
自吸油泵
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
齿轮式输油泵
无水冷却热油泵
要求具有良好的密封性能，热油泵需在轴承和轴 封处设置冷却装置。
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
化工单元操作（中职） —— 流体输送机械
中职专业建设与中高职衔接分项目
2
主要内容
流体输送机械 离心泵的结构及类型 离心泵的工作原理和特性 离心泵的性能参数
3
问题的提出
在化工生产中，为何要用到流体输送机械？ 常用的流体输送机械有哪些？ 离心泵是如何把水从低处抽到高处的呢？
离心泵的构造 右图离心泵装置示意图
主要部件为叶轮1，叶轮上有 6-8片向后弯曲的叶片，叶轮 紧固于泵壳2内泵轴3上，泵 的吸入口4与吸入管5相连。 液体经底阀6和吸入管5进入 泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用 电机或其它动力装置带动。
离心泵装置示 意图
1-叶轮；2-泵壳； 3-泵轴；4-吸入 口；5-吸入管； 6-底阀；7-滤网； 8-排出口；9-排 出管；10-调节阀
化工单元操作技术-模块一液体流动及输送
绝对压强=表压 + 当地外界大气压强 当地外界大气压强 =真空度+绝对压强
绝对压强与表压、真空度的关系如图1-1所示。 一般为避免混淆，通常对表压、真空度等加以标注，如2000Pa（表压），10mmHg（真空 度）等，还应指明当地大气压强。
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
(三)黏度 流体都有黏性,其大小称为黏度 不同单位之间的换算关系为: • 不同单位之间的换算关系为: • 1Pa·s=1000mP·s=1000cP 液体的粘度随温度升高而减小 气体的粘度随温度升高而增加
ρ m = ρ 1φ1 + ρ 1φ 2 + ... + ρ nφ n
φ1 , φ2 ...φn
——气体混合物中各组分的体积分率。
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
气体混合物的平均密度也可利用式（1-2）计算，但式中的 摩尔质量M应用混合气体的平均摩尔质量Mm代替，即
pM m 而 ρm = RT
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
二、流体静力学方程——研究流体在重力和压力下的平衡关系 方程——研究流体在重力和压力下的平衡关系
(一)基本方程： 一 基本方程 基本方程： • 关于流体静力学方程的讨论： 关于流体静力学方程的讨论： • ①适用条件：静止的、连续的同一种液体中或密度变化不 适用条件：静止的、 大的气体 • ②处于同一水平面的各点压强相等（等压面：压强相等的 处于同一水平面的各点压强相等（等压面： 面） • ③有任何数值改变，液体内任一点的压强也发生同样大小 有任何数值改变， 的变化 • ④方程变形： 方程变形： • 说明压力差大小可以用一定高度的液体柱来表示
s s
因为
化工原理流体输送机械
减小能量损失。
③轴封装置： 泵轴与泵壳之间旳密封称为轴封。 作用：预防高压液体漏出或分界空气漏入泵内 填料密封： 盘根：为浸油或涂石墨旳石棉绳
机械密封： 适合于密封要求较高旳场合。 优点：密封性能好，使用寿命长、轴不易磨损、功耗小。 缺陷：加工程度高、构造复杂、安装要求高、价格高。
三、离心泵旳类型：
第二章 流体输送机械
第一节：概述：
流体输送机械驱动流体经过多种设备，将流体从一处送到他处，不论 是提升其位置或是使其压力升高或只需克服沿路旳阻力，都能够经过向流 体提供机械能旳措施来实现。
流体从输送机械取得机械能后，其直接体现是净压头旳增大。新增旳 净压头在输送过程中再转变为其他压头或消耗克服流动阻力，所以，流体 输送就是向流体作功并提升其机械能。
阻力加大，要多 耗一部分能量，不经济 ②变化泵旳转速： 实质是变化泵旳特征曲线 优：保持管路特征曲线不变，动力消耗少 缺：需变速装置或价格昂贵旳变速原动机，流量不能连续。
三、离心泵旳安装高度
1.离心泵旳气蚀现象：
定义：当叶片入口附近旳最低压强等于或不大于输送温度下液体旳饱
和蒸气压时，液体就在该处发愤怒化并产愤怒泡，随同液体从低压区流向
三、离心泵性能旳影响原因：
离心泵特征曲线是在一定转速和常压下，以常温旳清水为工质做 试验测得旳。
1. 密度旳影响 作离心泵旳速度三角形，最终推得可旳：（离心泵基本方程式）
HT∞=
u
2
c2Cos
2
g
u1c1Co31
HT∞
= u22 g
u2ctg 2 gD2b2
QT
令：A = u22
g
B = u2cty2 gD2b2
机械损失：泵运转时，泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间， 叶轮盖外表面与液体之间均产生摩擦，而引起能量损失。
③轴封装置： 泵轴与泵壳之间旳密封称为轴封。 作用：预防高压液体漏出或分界空气漏入泵内 填料密封： 盘根：为浸油或涂石墨旳石棉绳
机械密封： 适合于密封要求较高旳场合。 优点：密封性能好，使用寿命长、轴不易磨损、功耗小。 缺陷：加工程度高、构造复杂、安装要求高、价格高。
三、离心泵旳类型：
第二章 流体输送机械
第一节：概述：
流体输送机械驱动流体经过多种设备，将流体从一处送到他处，不论 是提升其位置或是使其压力升高或只需克服沿路旳阻力，都能够经过向流 体提供机械能旳措施来实现。
流体从输送机械取得机械能后，其直接体现是净压头旳增大。新增旳 净压头在输送过程中再转变为其他压头或消耗克服流动阻力，所以，流体 输送就是向流体作功并提升其机械能。
阻力加大，要多 耗一部分能量，不经济 ②变化泵旳转速： 实质是变化泵旳特征曲线 优：保持管路特征曲线不变，动力消耗少 缺：需变速装置或价格昂贵旳变速原动机，流量不能连续。
三、离心泵旳安装高度
1.离心泵旳气蚀现象：
定义：当叶片入口附近旳最低压强等于或不大于输送温度下液体旳饱
和蒸气压时，液体就在该处发愤怒化并产愤怒泡，随同液体从低压区流向
三、离心泵性能旳影响原因：
离心泵特征曲线是在一定转速和常压下，以常温旳清水为工质做 试验测得旳。
1. 密度旳影响 作离心泵旳速度三角形，最终推得可旳：（离心泵基本方程式）
HT∞=
u
2
c2Cos
2
g
u1c1Co31
HT∞
= u22 g
u2ctg 2 gD2b2
QT
令：A = u22
g
B = u2cty2 gD2b2
机械损失：泵运转时，泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间， 叶轮盖外表面与液体之间均产生摩擦，而引起能量损失。
《化工单元操作》流体输送设备
H 与qV ,T 无关 H 随qV ,T降低 H 随qV ,T 增加
w2
c2
α2 u2
w2
c2
α2 u2
w2
c2
α2 u2
(a)
(b)
(c)
图2-7 叶片弯曲方向及其速度三角形
H e∞
c β 2 ＞90
b β 2 = 90
a β 2 ＜ 90
QT
前弯叶片：压力头小于动压头，冲击损失大。 后弯叶片：压力头大于动压头，冲击损失小。
② 离心泵基本方程
H
cu 2u2 g
c2u2 cos2
g
③ 影响理论压头的因素
理论流量qvT对理论压头H∞的影响
基本方程式：H k BqV ,T
H e∞
c β 2 ＞90
b β 2 = 90
a β 2＜ 90 为获得较高的效率， 常用后弯叶片。
QT
3. 离心泵的效率和实际压头 实际压头 < 理论压头 原因： 泵内各种能量损失
H
(z2
z1)
p2 p1 g
u22 u12 2g
② 测定数据
数据：不同流量下的压力差 3 操作： 调节泵的出口阀
计算 H、η：
0
Pe / P HqV g
P
③ 绘制特性曲线
z z1
z2
1 2
2 1
图2-13 离心泵 性曲线的测定装
1—流量计 2—压强表 3—真空表
0
（3）离心泵特性曲线的影响因素 ① 物性参数影响
(c) 离心泵的NPSHa安全裕量 理论上， NPSHa > NPSHr泵不发生汽蚀 工程上，加一个安全裕量S(取值见表2.2.2) 对于一般的离心泵S取0.6-1.0m。
《化工单元操作》流体流动与输送课件
P1 - P2 = ( - )gR R = R sinα
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
流体输送与流体输送机械-(化工单元操作过程)
化学反应速率
反应速度的快慢与反应物质浓度、温度、压力等条件有关。
04
流体输送与化工单元操作 的应用
石油化工
石油化工是流体输送与流体输送机械应用最广泛的领域之一。在石油化工生产过 程中，需要将原料和产品进行长距离的输送，如油品的管道输送、化学反应物料 的泵送等。
流体输送机械在石油化工中起到关键作用，能够高效地完成物料的输送任务，同 时保证物料的质量和安全。
螺杆泵
螺杆泵的工作原理
利用螺杆的旋转，使流体获得能量，从而实现液体的输送。
螺杆泵的特点
压力稳定、流量均匀，能够输送粘度较大的液体。
螺杆泵的应用
广泛应用于化工、石油、医药等行业的液体输送和加压。
流体输送机械的选用
01
02
03
04
根据工艺要求选择合适的流体 输送机械，如流量、压力、粘
度等参数的考虑。
流体输送机械在制药工业中能够保证药品的质量和安全性 ，同时提高生产效率，降低生产成本。
其他领域
除了石油化工、化学工业和制药工业 之外，流体输送与流体输送机械还在 其他领域得到广泛应用，如食品工业 、电力工业、环保工程等。
在这些领域中，流体输送机械能够满 足各种不同的需求，如食品的管道输 送、污水的泵送等，从而提高生产效 率，保证产品质量和安全性。
流体输送与流体输送 机械-(化工单元操作
过程)
目录
• 流体输送概述 • 流体输送机械 • 化工单元操作过程 • 流体输送与化工单元操作的应用
01
流体输送概述
流体的物理性质
01
02
03
密度
单位体积流体的质量，常 用单位为千克/立方米 （kg/m³）。
粘度
描述流体内部摩擦力的物 理量，表示流体抵抗剪切 力的能力，常用单位为 帕·秒（Pa·s）。
反应速度的快慢与反应物质浓度、温度、压力等条件有关。
04
流体输送与化工单元操作 的应用
石油化工
石油化工是流体输送与流体输送机械应用最广泛的领域之一。在石油化工生产过 程中，需要将原料和产品进行长距离的输送，如油品的管道输送、化学反应物料 的泵送等。
流体输送机械在石油化工中起到关键作用，能够高效地完成物料的输送任务，同 时保证物料的质量和安全。
螺杆泵
螺杆泵的工作原理
利用螺杆的旋转，使流体获得能量，从而实现液体的输送。
螺杆泵的特点
压力稳定、流量均匀，能够输送粘度较大的液体。
螺杆泵的应用
广泛应用于化工、石油、医药等行业的液体输送和加压。
流体输送机械的选用
01
02
03
04
根据工艺要求选择合适的流体 输送机械，如流量、压力、粘
度等参数的考虑。
流体输送机械在制药工业中能够保证药品的质量和安全性 ，同时提高生产效率，降低生产成本。
其他领域
除了石油化工、化学工业和制药工业 之外，流体输送与流体输送机械还在 其他领域得到广泛应用，如食品工业 、电力工业、环保工程等。
在这些领域中，流体输送机械能够满 足各种不同的需求，如食品的管道输 送、污水的泵送等，从而提高生产效 率，保证产品质量和安全性。
流体输送与流体输送 机械-(化工单元操作
过程)
目录
• 流体输送概述 • 流体输送机械 • 化工单元操作过程 • 流体输送与化工单元操作的应用
01
流体输送概述
流体的物理性质
01
02
03
密度
单位体积流体的质量，常 用单位为千克/立方米 （kg/m³）。
粘度
描述流体内部摩擦力的物 理量，表示流体抵抗剪切 力的能力，常用单位为 帕·秒（Pa·s）。
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往复泵的输出流量
往复泵的理论平均流量V（m3/s） 单缸单动泵
ASn 60 ( 2 A a ) Sn V= 60 V=
单缸双动泵
式中：A —— 活塞面积 m2 S —— 活塞的冲程 m（活塞在两端点间移动的距离） n —— 活塞往复的频率 1/min a —— 活塞杆的截面积 m2 活门不能及时启闭和活塞环密封不严等原因造成容积损失。
往复泵的输出流量
单动往复泵流量不连续，流量曲线与活塞排液冲程的速度变 化规律相一致，是半周正弦曲线。
V
后果：引起流体的惯性阻力损 失，增加能量消耗，诱发管路 系统的机械振动。
0
V
2 3 (a) 单动泵的流量曲线
0 V
2
3
4
(b) 双动泵的流量曲线
0
2
34Βιβλιοθήκη 解决方法： （1）采用双动泵或多缸并联 （2）在往复泵的压出口与吸入口处设置空气室，利用气体 的可压缩性来缓冲瞬间流量增大或减小。
往复泵的性能特点
4.流量不均匀，排出压力波动 为减轻之，常采用多作用往复泵或设置空气室。 5.转速不宜太快 电动往复泵转速多在200～300 r／min以下，若n过 高，泵阀迟滞造成的容积损失就会相对增加；泵 阀撞击更为严重，引起噪声和磨损；液流和运动 部件的惯性力也将随之增加，产生有害的影响。 由于n受限，往复泵流量不大。 6.对运送液体污染度不是很敏感，但液体含固体杂质 的时，泵阀容易磨损和泄漏 ，应装吸入滤器。 7.结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较 多 由于上述特点，笨重(在Q相同时与其它泵相比) ， 造价高，管理维护麻烦，在许多场合它已被离心 泵所取代。
排除方法 定期清洗或更换过滤器 提高炉压，加温，夏季罐不满时可用 压风机吹搅 适量掺入冷水进行降温 调整盘根使靠背轮转动灵活为宜 重新填加新盘根 卸下叶轮进行清洗 关掉出口闸门，打开放空闸门放空到 液体自然流出 打开电机接线盒调整接线头 打开泵体进行紧固 启泵时出口闸门要关严但不能太死
化工原理 流体输送设备1
例2－4、2－5 (自学)
27
六、离心泵的工作点及调节 (一)管路的特性曲线与 泵的工作点
在1－1’与2－2’之间列伯努利 方程，得
2
2'
We p u 2 He Z Hf g g 2 g
1 1'
28
对于特定管路及操作条件
p Z K g
为一常数。 若贮槽和受液槽的截面积很大，则
17
例2－2附图
1
2 3 1 1' 2 2' 4
5
18
四、离心泵性能的改变和换算
（一）液体物性的影响 1、液体密度的影响 由离心泵的基本方程可知，离心泵的流 量及压头均与液体的密度无关，因此泵的效 率也不随密度的变化而变化。但是泵的轴功 率与液体的密度有关，需要根据式2-19重新 进行计算，并标绘N—Q曲线。
H T
2 u2 g
前弯叶片：β2 >900，ctgβ2<0，泵的理论压头
H T
2 u2 g
实际上，离心泵多采用后弯叶片，原因：(希望静压头大， 动压头小)
3，理论流量 当D2、b2、2、n一定时，其中 2 u 2 ctg 2 u2 B A HT A BQT gD b g
以国产4B20型离心水泵为例：
15
4B20型离心泵的特性曲线
16
例2－2 采用附图所示的实验装置来测定离心泵 的性能。泵的吸入管内径为100mm，排出管内径 为80mm，两测压口间垂直距离为0.5m。泵的转 速为2900 r/min，以20℃清水为介质测得以下数 据：流量，15 l/s; 泵出口处表压 2.55×105 Pa; 泵 入口处真空度 2.67×104 Pa；功率表测得电动机 所消耗的功率为6.2 kW 。泵由电动机直接带动， 电动机的效率为93％。试求该泵在输送条件下的 压头、轴功率和效率。
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六、离心泵的工作点及调节 (一)管路的特性曲线与 泵的工作点
在1－1’与2－2’之间列伯努利 方程，得
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2'
We p u 2 He Z Hf g g 2 g
1 1'
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对于特定管路及操作条件
p Z K g
为一常数。 若贮槽和受液槽的截面积很大，则
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例2－2附图
1
2 3 1 1' 2 2' 4
5
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四、离心泵性能的改变和换算
（一）液体物性的影响 1、液体密度的影响 由离心泵的基本方程可知，离心泵的流 量及压头均与液体的密度无关，因此泵的效 率也不随密度的变化而变化。但是泵的轴功 率与液体的密度有关，需要根据式2-19重新 进行计算，并标绘N—Q曲线。
H T
2 u2 g
前弯叶片：β2 >900，ctgβ2<0，泵的理论压头
H T
2 u2 g
实际上，离心泵多采用后弯叶片，原因：(希望静压头大， 动压头小)
3，理论流量 当D2、b2、2、n一定时，其中 2 u 2 ctg 2 u2 B A HT A BQT gD b g
以国产4B20型离心水泵为例：
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4B20型离心泵的特性曲线
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例2－2 采用附图所示的实验装置来测定离心泵 的性能。泵的吸入管内径为100mm，排出管内径 为80mm，两测压口间垂直距离为0.5m。泵的转 速为2900 r/min，以20℃清水为介质测得以下数 据：流量，15 l/s; 泵出口处表压 2.55×105 Pa; 泵 入口处真空度 2.67×104 Pa；功率表测得电动机 所消耗的功率为6.2 kW 。泵由电动机直接带动， 电动机的效率为93％。试求该泵在输送条件下的 压头、轴功率和效率。